ITMI20101466A1 - Procedimento di multiplazione/demultiplazione di dati digitali provenienti da una pluralità di sorgenti di assegnata capacità nominale. - Google Patents

Description

Forma oggetto del presente trovato un procedimento di multiplazione/demultiplazione di dati digitali provenienti da una pluralità di sorgenti per la trasmissione degli stessi su almeno un canale di trasmissione di assegnata capacità nominale.

E' noto, nel settore tecnico della trasmissione digitale di dati con qualunque mezzo come, ad esempio, tramite ponti radio, che la stessa à ̈ organizzata con tre entità di riferimento costituite :

da una o più clienti TX (nel seguito anche = sorgente TX) che invia i flussi di dati che devono essere trasmessi;

da almeno un canale di trasmissione (=gestore) che riceve i flussi dalla/e sorgente/sorgenti e li trasmette a destinazione, smistandoli correttamente ;

e da uno o più destinatari in ricezione, nel seguito anche clienti RX.

In tale ambito à ̈ anche nota la necessità di trasmettere informazioni sotto forma di segnali provenienti da più sorgenti il cui numero può anche essere variabile nel tempo, e il fatto che, in generale, dette sorgenti di segnali, oltre ad essere organizzate internamente secondo predeterminate priorità di trasmissione, fissate a priori dal cliente possono anche presentare caratteristiche diverse per quanto concerne:

la rispettiva velocità di trasmissione (bitrate) che, oltre ad essere diversa da Sorgente a Sorgente, può anche essere a sua volta variabile nel tempo;

i tipi di protocolli di comunicazione utilizzati che possono essere diversi fra loro;

Per gestire le code di trasmissione dei segnali provenienti dalle diverse sorgenti TX, sono anche note tecniche di multiplazione/demultiplazione che, nell'ambito delle trasmissioni dati, particolarmente, ma non esclusivamente, su ponti radio, consentono di aggregare flussi provenienti da diverse sorgenti TX; dette tecniche sono sostanzialmente basate sulla predisposizione di tabelle che devono contenere le informazioni utili all'identificazione di ciascun segnale di ciascuna sorgente contenute all<1>interno del flusso multiplato e devono pertanto essere disponibili sia in trasmissione (Multiplexing) sia in ricezione (Demultiplexing), risultando, pertanto, estremamente onerose dal punto di vista della implementazione circuitale.

Tali tecniche presentano anche gli ulteriori difetti costituiti: dall'obbligo da parte del canale di trasmissione di conoscere le caratteristiche del segnale da trasmettere e dalla necessità di dover predisporre un numero anche elevato di tabelle percorribili sulla base della variabilità di combinazioni di capacità trasmissive possibili .

Un esempio di tale tecnica nota à ̈ ad esempio descritta in W02009/010972.

Si pone pertanto il problema tecnico di mettere a punto un procedimento di multiplazione/demultiplazione di segnali digitali di differenti caratteristiche, provenienti da differenti sorgenti TX di numero anche variabile nel tempo, e da trasmettere su uno o più canali di trasmissione di assegnata capacità totale, anche variabile nel tempo, in modo da:

- realizzare la trasmissione, in modo automatico, senza necessità di conoscere il contenuto e la struttura di pacchetti dati provenienti dalle varie sorgenti, ovvero in modo del tutto indipendente dal tipo di protocollo dati utilizzato dalle sorgenti TX;

- realizzare tale trasmissione in modo che:

+ tutti i Clienti risultino trattati in modo equo relativamente al tempo di latenza, cioà ̈ il tempo che trascorre fra il momento in cui un segnale viene consegnato dalla sorgente TX al sistema di trasmissione e il momento in cui lo stesso segnale viene consegnato dal sistema di trasmissione al ricevente RX;

+ la latenza globale somma delle latenze di tutti i Clienti sia minimizzata;

+ anche le variazioni nel tempo di tale tempo di latenza siano minimizzate;

+la demultiplazione in ricezione, al fine di poter ricostruire gli individuali flussi delle singole sorgenti TX originarie per il loro inoltro verso i relativi clienti RX, avvenga in modo automatico sulla base di un ridotto numero di informazioni necessarie allo scopo.

Nell'ambito di tale problema si richiede inoltre che tale procedimento sia atto a consentire una riduzione rispetto alla tecnica nota, e in particolare al metodo tabellare, dei circuiti necessari per 1'implementazione fisica del procedimento, riducendo i corrispondenti costi di produzione .

Tali risultati sono ottenuti secondo il presente trovato da un procedimento di multiplazione/demultiplazione di dati digitali provenienti da una pluralità di sorgenti di capacità nominale assegnata, secondo le caratteristiche di rivendicazione 1.

Maggiori dettagli potranno essere rilevati dalla seguente descrizione di maggior dettaglio di un esempio non limitativo di attuazione del procedimento di multiplazione/demultiplazione oggetto del presente trovato effettuata con riferimento alle figure allegate in cui si mostra: in figura 1 : uno schema a blocchi sintetico di un esempio di struttura di trasmissione cui à ̈ applicato il procedimento secondo il presente trovato e

in figura 2 : una tabella esemplificativa dei valori assunti dalle variabili di cui all'esempio 1 del procedimento secondo il trovato e

in figura 3 : una tabella esemplificativa dei valori assunti dalle variabili di cui all'esempio 2 del procedimento secondo il trovato.

Premesso che ai fini e nel significato della presente descrizione si intenderà:

unità elementare Uj = la quantità elementare di dati provenienti da una stessa sorgente Ci espressa in bits, nibble, bytes;

unità di tempo T = un prefissato intervallo di tempo, uguale per tutte le sorgenti, durante il quale ciascuna sorgente Ci trasmette un numero di unità elementari Uj pari alla propria capacità nominale Ci;

clock di unità di tempo CKU = clock che scandisce ciascuna unità di tempo;

clock di transizione CKT = clock, sottomultiplo del clock di unità di tempo, che scandisce il caricamento di una unità elementare nel flusso in trasmissione ;

il procedimento secondo il presente trovato per la multiplazione/demultiplazione di flussi di dati provenienti da una pluralità "N" di sorgenti Ci, ciascuna con capacità nominale ci assegnata, tale che la capacità nominale globale CN=CI+C2+ ... cNdi trasmissione di tutte le N sorgenti sia non superiore alla capacità nominale di trasmissione nell'unità di tempo, comprende le seguenti fasi:

identificazione della sorgente (Cmax) con capacità nominale maggiore (cmaX); in caso di più sorgenti TX con la stessa capacità massima si sceglie arbitrariamente quella da utilizzare come sorgente Cmax;e si trattano le rimanenti sorgenti TX di uguale capacità come quelle di capacità inferiore ;

definizione di N-1=M contatori di stato (Vi) , ciascuno associato ad una relativa sorgente Ci tranne quella (Cmax) di capacità massima (cmax);

definizione di N-1=M variabili di stato (Si) ciascuna associata ad una relativa sorgente Ci tranne quella (Cmax) di capacità massima (cmax);

definizione di un "valore di overflow" OV =

Cmax;

- inizializzazione del sistema in corrispondenza di un clock di unità di tempo CKU ponendo:

tutti i contatori di stato Vi = 0 e

tutte le variabili di stato Si = 1,

e proseguendo come segue:

tenendo presente la necessità di predisporre le singole variazioni durante gli intervalli dei clock di transizione CKT per avere la transizione attuata al successivo fronte di clock di transizione CKT: ad ogni clock CKT di transizione:

se c'à ̈ una variabile di stato Si=l si serve la corrispondente sorgente Ci prelevando una unità elementare 3⁄4 di informazione corrente, e la si inserisce nel flusso multiplato in formazione nella unità di tempo corrente;

si pone SÌ=0;

se più variabili Si sono contemporaneamente =1 si definisce una regola di gerarchia di scelta, per esempio basata sui valori di indici "i" crescenti;

se tutte le variabili di stato Si=0 si serve la sorgente di capacità massima (Cmax), che non à ̈ associata ad alcuna variabile di stato Si, prelevando una unità elementare Uj di informazione e inserendola nel flusso multiplato in formazione nella unità di tempo corrente e si incrementa ciascun contatore di stato Vi di un valore pari al suo corrispondente valore Ci;ottenendo un risultato R;

+)per ogni contatore di stato Vi che raggiunge, o supera, il valore di overflow OV = (Cmax) :

- si pone la corrispondente variabile di stato Si=l e si mette nel contatore Vi il valore calcolato VC= (R-Overflow);

+)al successivo clock di transizione CKT si ripete la sequenza servendo la sorgente Ci attuale, in base alle variabili di stato Si attuali;

+) se nessun contatone di stato Vi à ̈ in ovenflow al successivo clock di transizione CKT si riprende la sequenza, servendo la sorgente Ci attuale, in base alle variabili di stato Si attuali.

Riassumendo: ad ogni fronte di clock di transizione, si serve una delle sorgenti Ci in base ai valori attuali delle variabili di stato Si e dei contatori di stato Vi (risultati dagli aggiornamenti eseguiti durante l'intervallo definito da due fronti di clock successivi) e si ricalcolano e aggiornano le dette variabili secondo la regola sopra definita; al successivo clock sarà servita la sorgente Ci in base ai nuovi valori delle variabili (Si,Vi) e si ripeterà il ricalcolo e l'aggiornamento di dette variabili.

Si à ̈ funzionalmente verificato che il procedimento secondo il trovato consente di avere un flusso di dati multipli composto da blocchi tutti strutturati nello stesso modo e ciascuno costituito da f=Ci+c2+...+cNunità elementari Uj provenienti dalle corrispondenti sorgenti Ci.

Oltre a ciò la sequenza con cui le unità elementari di ciascuna sorgente sono inserite all'interno del flusso, per ciascuna unità di tempo, rispetta la distribuzione nel tempo della stessa unità elementare nel flusso della propria sorgente Ci.

Ciò significa che, a parità degli altri parametri di sistema, ciascun cliente sarà servito in modo correlato alla propria capacità massima e in modo tale da ottimizzare la latenza di trasmissione e la varianza di latenza per ciascun cliente nei confronti degli altri e/o per i blocchi di dati di ciascun Cliente.

ESEMPIO 1

Il procedimento à ̈ stato provato simulando tre sorgenti di segnale Ci(C2,C3rispettivamente:

Ci con capacità di trasmissione Ci=4,

C2con capacità di trasmissione c2=5,

C3 con capacità di trasmissione c3=9.

si avrà N=3 e un flusso di affasciamento di capacità f=CI+C2+C3=18 unità elementari Uj nell'unità di tempo T;

con M=N-1=3-1=2 si definiscono le seguenti variabili :

Vi : contatore di stato per la sorgente 1

V2: contatore di stato per la sorgente 2

51: variabile di stato per la sorgente 1,

52: variabile di stato per la sorgente 2,

Overflow = cmax= 9

In fig.2 Ã ̈ riportata la tabella dei valori assunti dalle variabili di stato Si,S2, dai contatori di stato Vi,V2e del Cliente Ci servito corrispondentemente a ciascun clock di transizione.

Secondo il trovato si prevede inoltre che la demultiplazione dei flussi di dati multiplati,ricevuti dal lato ricezione, non necessiti della § conoscenza della struttura del segnale, affinchà ̈ sia possibile il corretto smistamento delle varie unità elementari ai relativi riceventi Ci; à ̈ infatti sufficiente che la ricezione conosca le stesse informazioni usate in trasmissione cioà ̈:

- frequenza di clock di transizione CKT;

- numero N delle sorgenti TX Ci

- capacità Ci di ciascuna sorgente CÌ;

per poter applicare correttamente lo stesso procedimento utilizzato per la trasmissione e servire i vari riceventi Ci prelevando (anziché inserendo) le unità elementari Uj dal flusso trasmesso entrante in ricezione, distribuendo poi le stesse agli appropriati riceventi Ci.

Poiché la capacità massima di trasmissione di ciascun cliente può risultare non costantemente uguale al suo valore massimo possibile, cioà ̈ ridotta, in conseguenza di una riduzione della capacità totale di trasmissione dei canali di trasmissione, si prevedono le ulteriori seguenti fasi del procedimento secondo il trovato:

riduzione della capacità massima attuale di ciascuna sorgente in modo che la capacità massima complessiva risulti ancora non superiore alla capacità massima attuale del canale di trasmissione;

definizione di una sorgente fittizia D (Dummy) con capacità cddi trasmissione pari alla differenza tra la capacità massima globale f del canale di trasmissione e la capacità globale f' attuale ridotta, cioà ̈ cd= f-f';

utilizzo di cdunità elementari, fittizie, della sorgente fittizia D, per l'inserimento nel flusso di unità elementari fittizie Ujd corrispondentemente a cdclocks di transizione secondo la regola generale definita dal procedimento .

In questo modo la capacità apparente totale del flusso multiplato da trasmettere rimane invariata e si possono mantenere invariati sia il clock di transizione CKT sia il clock di unità di tempo CKU a vantaggio della semplificazione circuitale.

In ricezione sarà sufficiente non effettuare alcuna estrazione dalla trama in corrispondenza dei cd clocks della sorgente fittizia D, continuando ad aggiornare le variabili e i contatori di stato secondo la regola generale definita dal procedimento .

Il caso di cancellazione, anche temporanea, di un cliente, può essere trattato come un caso particolare della diminuzione della capacità di trasmissione creando un ulteriore cliente fittizio.

ESEMPIO 2

Facendo riferimento all'Esempio 1 si può immaginare che le capacità delle tre Sorgenti TX passi da cx=4 c2=5, C3=9 a rispettivi nuovi valori inferiori, ad esempio Ci=3 c2=3, c3=7; in questo caso, essendo f'=c!+c2+c3=13, viene creata la sorgente fittizia D con capacità cdpari a (f=18)-(f'=13) = 5. In questo modo risulta sempre 18 la lunghezza complessiva apparente della trama.

Questa sorgente fittizia D viene utilizzata all'interno del procedimento esattamente come una sorgente reale e quindi riservando cdunità elementari vuote all<1>interno della trama secondo la sua capacità cd=5.

In ricezione, in corrispondenza dei relativi cdfronti di clock di transizione non si effettueranno estrazioni di unità elementari aggiornando, tuttavia, i valori delle variabili e dei contatori di stato secondo regola generale.

Risulta pertanto come il procedimento di multiplazione/demultiplazione secondo il trovato permetta di acquisire i segnali digitali provenienti da diverse sorgenti TX e affasciarli su un unico flusso digitale in trasmissione in modo tale che:

siano necessarie solo le medesime poche informazioni in trasmissione e in ricezione per eseguire l'operazione di affaselamento e distribuzione rispettivamente;

- non sia necessaria la definizione di tavole con

la struttura di trama e il loro scambio fra stazione trasmittente e stazione ricevente;

la trasmissione/ricezione sia trasparente rispetto al contenuto dei flussi generati dalle sorgenti e quindi alla loro struttura interna e ai protocolli utilizzati,

- eventuali variazioni (temporanee) nella capacità

di qualche sorgente siano gestite in modo semplice

senza necessità di modificare il clock di transizione o la modalità con cui sono strutturate

la trame;

la latenza di trasmissione sia ottimizzata globalmente e tutti i Clienti siano trattati in

modo equo;

- le variazioni di latenza fra i vari blocchi di

una stessa sorgente siano minimizzati a parità

degli altri parametri del sistema. VA Dall'esempio riportato si verifica infatti come a

circa un terzo dell'unità di tempo T (colonna 6

della tabella di fig.2), cioà ̈ dopo sei clock di transizione CKT, tutte le sorgenti Ci hanno trasmesso approssimativamente un terzo delle rispettive informazioni da trasmettere.

Risulta inoltre che la formazione di un unico

flusso multiplato tramite il procedimento sopra descritto à ̈ efficace sia per gestori monocanale sia

per gestori multicanale di determinata capacità massima totale.

Benché descritta nel contesto di alcune forme di realizzazione e di alcuni esempi preferiti di attuazione dell'invenzione si intende che l'ambito

di protezione del presente brevetto sia determinato

solo dalle rivendicazioni che seguono.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento di multiplazione/demultiplazione di dati digitali provenienti da una pluralità di sorgenti (Ci) di capacità nominale (CÃŒ) assegnata, caratterizzato dal fatto che comprende le seguenti fasi: + identificazione della sorgente (Cmax)con capacità nominale maggiore (cmaX) ; + identificazione di una unità di tempo (T) e di un clock (CKU) di unità di tempo; + definizione di un clock (CKT) di transizione; definizione di N-1=M contatori di stato (Vi), ciascuno associato alla relativa sorgente Ci tranne quella (Cmax)di capacità massima (cmax) ;+ definizione di N-1=M variabili di stato (Si) ciascuna associata alla relativa sorgente (Ci) tranne quella (Cmax)di capacità massima (cmax) ;definizione di un "valore di overflow", pari alla capacità massima cmaxdella sorgente cmaxOV<=>Cmax; - inizializzazione del sistema ponendo: tutti i contatori di stato Vi = 0 e tutte le variabili di stato Si = 1, +ad ogni clock (CKT) di transizione: +se una variabile di stato Si=l si serve la corrispondente sorgente Ci prelevando una unità elementare (Uj) di informazione corrente, e inserendo la stessa nel flusso (F) multiplato in formazione; si pone Si=0; +se più variabili Si sono contemporaneamente uguali ad 1 si sceglie la sorgente in base ad una prefissata gerarchia; IPT 5450 + se tutte le variabili di stato Si=0 si serve la sorgente di capacità massima (Cmax) prelevando una unità elementare (Uj) di informazione corrente, proveniente dalla sorgente (Cmax) e inserendo la stessa nel flusso (F) multiplato in formazione; + si incrementa ciascun contatore di stato (Vi)di un valore pari al suo corrispondente valore Ci;ottenendo un risultato R; + per ogni contatore di stato Vi che raggiunge, o supera, il valore di overflow OV = Cmax;si pone la corrispondente variabile di stato Si=l e +si forza il contatore di stato Vi al valore vC=R-Overflow; +)al successivo clock di transizione CKT si ripete la sequenza servendo la sorgente Ci attuale, in base alle variabili di stato Si attuali; +)se nessun contatore di stato Vi à ̈ in overflow, al successivo clock di transizione (CKT) si riprende la sequenza, servendo la sorgente Ci attuale, in base alle variabili di stato Si attuali.
2. 2. Procedimento secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che in caso di più sorgenti (Ci) con la stessa capacità massima si sceglie arbitrariamente quella da utilizzare come sorgente di capacità massima Cmaxe si trattano le rimanenti sorgenti di uguale capacità come quelle di capacità inferiore.
3. 3. Procedimento secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la gerarchia di scelta tra più sorgenti (Ci) se più variabili di stato (Si) sono contemporaneamente uguali a uno à ̈ basata sui valori crescenti degli indici "i".
4. 4 . Procedimento secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la capacità di trasmissione di ciascuna sorgente (Ci) non à ̈ uguale al suo valore massimo possibile.
5. 5. Procedimento secondo rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che comprende le seguenti ulteriori fasi: + definizione di un cliente fittizio D (Dummy) con capacità cddi trasmissione pari alla differenza tra la capacità totale nominale (f) delle sorgenti (Ci) e la capacità totale f<1>attuale, ridotta (cd=f-f'); prelievo di cdunità elementari (Ujd), fittizie, della sorgente fittizia (D), corrispondentemente a cdclocks di transizione; inserimento nel flusso (F) di dette cdunità elementari (Ujd), fittizie, secondo il procedimento di rivendicazione 1.
6. 6. Procedimento di multiplazione/demultiplazione secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la demultiplazione in ricezione dei flussi di dati multiplati con smistamento delle varie unità elementari (Uj) ai relativi riceventi (Ci) utilizza i seguenti parametri uguali ai parametri di multiplazione : - frequenza di clock di transizione (CKT); - numero N delle sorgenti Ci - capacità Ci di ciascuna sorgente Ci; utilizzati per la multiplazione, e l'applicazione del procedimento con aggiornamento dei valori delle variabili (Si) e dei contatori (Vi) di stato secondo rivendicazione 1, prelievo delle unità elementari (Uj) dal flusso multiplato entrante in ricezione e distribuzione delle stesse agli appropriati riceventi Ci.
7. 7. Procedimento secondo rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto che in corrispondenza dei Ca fronti di clock di transizione relative alle c<junità elementari Uja, fittizie, della sorgente fittizia D, non si effettuano estrazioni di unità elementari .
8. 8. Procedimento per la trasmissione di dati digitali provenienti da una pluralità di sorgenti (Ci) di capacità nominale (ci), su un canale di trasmissione di assegnata capacità nominale non superiore alla capacità nominale totale delle sorgenti, caratterizzato dal fatto che comprende un procedimento di multiplazione di un flusso di dati secondo rivendicazione 1.
9. 9. Procedimento secondo rivendicazione 8 caratterizzato dal fatto che comprende un procedimento di demultiplazione secondo rivendicazione 6.
10. 10. Procedimento per la trasmissione di dati digitali provenienti da una pluralità di sorgenti (Ci) di capacità nominale (CÌ), su almeno due canali di trasmissione di assegnata capacità nominale non superiore alla capacità nominale totale delle sorgenti, caratterizzato dal fatto che comprende una fase di multiplazione su un unico flusso delle unità elementari Uj dei dati provenienti dalle differenti sorgenti (Ci).
11. 11. Procedimento secondo rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che comprende un procedimento di multiplazione secondo rivendicazione 1.
12. 12 . Procedimento secondo rivendicazione 11 caratterizzato dal fatto che comprende un procedimento di demultiplazione secondo rivendicazione 6